郑州地铁4 号线商都路站1 号地下通道矩形顶管施工过程数值模拟与现场监测

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2019.S2.014

隧道建设（中英文） ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (S2): 110-119.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2019.S2.014

郑州地铁4 号线商都路站1 号地下通道矩形顶管施工过程数值模拟与现场监测

王贺敏¹, 肖尊群^2, ^∗, 汤东桑², 何进江³, 张卫中²

(1. 郑州地铁集团有限公司, 河南郑州　450000; 2. 武汉工程大学兴发矿业学院, 湖北武汉　430074; 3. 中铁隧道集团第二工程处有限公司, 河北三河　065201)

收稿日期:2018-08-22 出版日期:2019-12-31 发布日期:2020-04-04
作者简介:王贺敏(1974—), 女, 河南驻马店人, 1998 年毕业于西南交通大学, 铁路工程专业, 本科, 高级工程师, 主要从事地铁设计、建设管理等相关工作。E-mail: 601948851@ qq. com。?通信作者: 肖尊群, E-mail: 547309418@ qq. com。
基金资助:
国家自然科学基金(51308424)

Numerical Simulation and Field Monitoring of Construction Process of Rectangular Pipe Jacking in No. 1 Underground Passage of Shangdu Road Station on Zhengzhou Metro Line 4

WANG Hemin¹, XIAO Zunqun^2, ^∗, TANG Dongsang², HE Jinjiang³, ZHANG Weizhong²

(1. Zhengzhou Metro Group Co., Ltd., Zhengzhou 450000, Henan, China; 2. Xingfa School of Mining Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430074, Hubei, China; 3. The 2nd Engineering Co., Ltd., of China Railway Tunnel Group, Sanhe 065201, Hebei, China)

Received:2018-08-22 Online:2019-12-31 Published:2020-04-04

摘要/Abstract

摘要：

: 为研究顶管施工对既有污水管道的影响,以郑州市轨道交通4 号线商都路站1 号大尺寸矩形顶管工程为背景,基于剑桥模型,建立矩形顶管工程施工的有限元分析模型,研究顶管顶进过程中顶管施工影响范围内典型纵断面和横断面的地表沉降变化规律。计算结果表明: 1)对于浅埋顶管,顶管施工对地表的变形影响整体表现为沉降; 2)顶管机侧摩阻力、顶推力共同作用会造成地表短时间隆起,隆起范围为开挖断面后15~30 m; 3)污水管道主要影响隧道侧边上部范围土体水平应力的分布,对隧道深度范围内侧边土体水平应力的影响可以忽略不计,但是大大减小了污水管与管节之间土体竖向应力,减小幅度达到100 kPa。

关键词: 矩形顶管, 监测, 沉降, 顶推力, 侧摩阻力, 有限元模拟

Abstract:

In order to study the influence of jacking pipe on the existing sewage pipe, taking the No. 1 large rectangular jacking pipe at Shangdu Road Station of Line 4 of Zhengzhou Rail Transit. The finite element analysis model of the rectangular jacking pipe is established based on the Cambridge model; and the surface subsidence variation law of typical longitudinal section and cross-section in the influence range of jacking pipe construction is studied in the process of pipe jacking. The calculation results show that: (1) The overall effect of jacking pipe on surface deformation is settlement. (2) The combined action of lateral friction resistance of jacking pipe machine and jacking force of excavation section will cause surface uplift in a short time, and the uplift range is within 15-30 m behind excavation section. (3) The sewage pipeline mainly affects the distribution of the horizontal stress of the soil mass in the upper range of the tunnel side, and its influence on the horizontal stress of the soil mass in the tunnel depth range can be ignored, but it greatly reduces the vertical stress of the soil mass between the sewage pipe and the pipe joint, with a reduction range of 100 kPa.

Key words: rectangular jacking pipe, monitoring, settlement, jacking force, lateral friction resistance, finite element simulation

中图分类号:

U 45

王贺敏, 肖尊群, 汤东桑, 何进江, 张卫中. 郑州地铁4 号线商都路站1 号地下通道矩形顶管施工过程数值模拟与现场监测[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 110-119.

WANG Hemin, XIAO Zunqun, TANG Dongsang, HE Jinjiang, ZHANG Weizhong. Numerical Simulation and Field Monitoring of Construction Process of Rectangular Pipe Jacking in No. 1 Underground Passage of Shangdu Road Station on Zhengzhou Metro Line 4[J]. Tunnel Construction, 2019, 39(S2): 110-119.

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郑州地铁4 号线商都路站1 号地下通道矩形顶管施工过程数值模拟与现场监测

Numerical Simulation and Field Monitoring of Construction Process of Rectangular Pipe Jacking in No. 1 Underground Passage of Shangdu Road Station on Zhengzhou Metro Line 4

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